物聯網技術探討

邵澤云

隴東學院信息工程學院，甘肅 慶陽 745000

引言

目前，隨著全球經濟的發展，世界各國對各個領域的學科技術水平都有了更高的要求，物聯網作為全球IT發展方向的下一代代表，物聯網的出現將為各領域科學技術的發展提供了一個有力的支持，它就會像互聯網一樣，將帶動全球經濟迅速發展，未來的物聯網將應用到我們的現實生活當中,它不但可以使生產的成本迅速降低、經濟效益得到提升,而且還可以成為促進全球經濟復蘇的技術動力[1]。

1 物聯網的概念

由于物聯網目前正處在發展研究階段，好多技術還不成熟，因此，有關物聯網的概念有多重說法，都不盡相同，其中較為通俗易懂的一種說法是：物聯網是通過射頻識別技術RFID、全球定位系統GPS、紅外感應技術、激光掃描技術等傳感設備，按照預先約定的協議把任何事物和互聯網連接起來，然后進行數據和信息的交換，從而達到智能實現跟蹤、定位、管理和監控的一種網絡系統[2]。物聯網是在互聯網的基礎之上發展起來的，互聯網是物聯網的最核心的網絡系統，互聯網主要實現機器間的通信，而物聯網是將互聯網進行了延伸和擴展，將網絡的通信實體擴展到了任何物體之間，從而實現人與人、人與物、物與物之間的任何物體之間的通信。

2 物聯網核心技術

2.1 射頻設別RFID技術

物聯網的關鍵技術之一就是射頻設別技術，它是一種以非接觸方式工作的無線感應的自動識別技術，它無需人工的參與就能利用射頻信號自動對目標進行識別并獲取相應的信息。一種典型的射頻識別系統的組成如圖1所示。

圖1 一種典型的射頻識別系統

射頻識別有時又稱為電子標簽，數據存儲和數據檢索都是利用無線傳輸技術來實現，不需要與目標實體有直接接觸，在系統中，射頻識別的主要部件就是電子標簽和讀寫器,讀寫器是通過無線信號來讀取遠處目標的電子標簽內的信息,然后根據讀取到的信息來識別目標實體的信息[3]。

2.2 電子標簽

電子標簽是由耦合元件及其他功能芯片構成，一般都嵌入在物體的相應位置實現目標對象的識別，每個電子標簽的電子編碼都是唯一的，在芯片內部具有超強的記憶能力，電子標簽一般分為主動和被動兩種，工作時需要外接電源供電的叫主動標簽，而工作時不需要外接電源供電，而是通過被動的電磁感應返回信息的叫被動標簽[4]。

2.3 讀寫器

讀寫器是用來對電子標簽進行識別并進行讀寫的功能部件，它主要通過天線與電子標簽進行無線方式的信息交換，在讀寫器內部有中央處理器、發送器、接收器、控制器等組成，讀寫器工作時與電子標簽以無線射頻信號方式進行。

2.4 計算機系統

計算機系統是進行數據處理的地方，它和讀寫器相連接，用來處理由讀寫器獲得的電子標簽的數據，通過計算機系統對這些的處理，就可以實現后臺控制的功能。

2.5 無線傳感器網絡技術

無線傳感器網絡是有多個無線傳感器節點組成的自組織網絡系統，這些傳感器節點具有數據處理、無線通信和感知的性能。無線傳感網利用無線傳感器節點實現對網絡中環境的狀態進行監測，并將有關的信息數據收集起來，然后采用無線傳輸的方式將收集的這些數據通過路由轉發到網絡的匯聚節點，再由匯聚節點將數據轉發到最終用戶，從而實現監測網絡中目標的目的[5]。一個典型的無線傳感器網絡的結構如圖2所示。

圖2 一個典型的無線傳感器網絡結構

2.6 物聯網網絡技術

物聯網的實現要大規模的普及，除了底層的射頻識別技術、傳感器技術和其它的具有一定智能的設備外，還要有一套物聯網環境下標準的、統一的和可靠的通信協議的支持，物聯網網絡技術的框圖如圖3所示。

圖3 物聯網技術

無線寬帶網絡主要實現用戶和網絡間的數據通信，目前，無線寬帶網絡有無線局域網和無線城域網，其中無線局域網是由基站、服務訪問點、無線介質等構成，是有線網絡的擴展，主要用于有線網架設比較困難的場合，而無線城域網主要是為固定或移動設備提供無線寬帶接入服務的；無線低速網絡主要有紅外、藍牙、ZigBee等，是為適應距離短、功耗低的非智能設備間的無線傳輸方式，紅外通信時無需申請頻段，是一種點對點的無線近距離通信方式，藍牙是一種基于開放的無線通信標準協議的，通信成本及功耗較低，傳輸距離比紅外遠，ZigBee是一種主要針對無線個人局域網而出現的低速率、低成本和低功耗的無線通信技術；移動通信網絡主要是為物聯網中的遠距離節點間的數據通信提供靈活、便捷的一種有效方式，移動通信網絡和有線網絡相比較而言，無線網絡具有較強的可移動性和較強的靈活性，因此，如果將移動通信網應用于物聯網，將有效地加快物聯網普及和應用的速度[6]。

3 物聯網的發展趨勢

物聯網稱之為繼互聯網之后，世界信息產業的第三次浪潮，目前，美國、歐盟等包括中國在內的世界各國都投入巨大的人力財力進行研究物聯網。我國也非常重視物聯網的建設與研究，工業和信息化部也正在和有關部門聯手進行新一代信息技術方面內容的研究，以便形成新一代信息技術發展的措施[7]。我國的《國家中長期科學與技術發展規劃（2006-2020年）》和“新一代寬帶移動無線通信網”等重大專項中都將物聯網列入重點研究領域。最終物聯網會推動全球經濟的發展。

4 結束

物聯網是技術進步的產物，是由多項技術融合而成的新的技術體系，物聯網具有顯著的、潛在的應用需求和技術價值，物聯網的發展勢必推動任何事物之間互動的信息化社會的發展。目前，物聯網正處在發展階段，要大規模大范圍普及物聯網，有許多關鍵的技術問題要研究與解決，因此還需要我們不斷地努力。

[1]朱亞杰.物聯網技術與應用發展的探討[J].電腦知識與技術，2013,9（35）:8195-8196.

[2]劉強，崔莉，陳海明.物聯網關鍵技術與應用[J].計算機科學，2010，37（6）:1-4.

[3]鄭文斌.物聯網中RFID系統安全分析及對策[J].中國科技信息,2013(23):88-90.

[4]朱洪波,楊龍祥.物聯網的技術思想與應用策略研究[J].通信學報,2010,31(6):2-9.

[5]張杰,胡一兵，李亮等.多傳感器數據融合技術應用研究[J].測試技術學報，2013,27(6):490-495.

[6]王偉瑋，馬鵬飛，張永軍等.物聯網環境下基于B/S模式的監控系統[J].計算機與數字工程，2013,41(10):1573-1575.

[7]吳好，鄭淑蓉.物聯網產業發展的市場支撐體系研究[J].科技管理研究，2012（15）：168-170.